Selamat datang di blog SITROTIS (Sistem Kontrol Otomatis). Sebelumnya selamat hari raya idul adha untuk kalian yang merayakan. Pada kesempatan yang bagus ini penulis ingin menyampaikan sesuatu yang bermanfaat. reshared tugas kakak tingkat yang nyata ini. Apa itu? Jadi penulis ingin melengkapi pembahasan yang pernah saya bahas tentang Teori Sistem Kontrol Otomatis, Sistem Kendali Loop Terbuka dan Tertutup, dan dari yang manual sampai yang otomatis. Tapi semua hanya gambaran semu karena teori. Disini penulis akan mengulas contoh nyata sistem kontrol otomatis dalam kehidupan sehari - hari.
Gambar 1. Gambaran Contoh Sistem Kendali Pada Tangki
(Sumber: ikkholis27)
Dalam kehidupan sehari-hari peralatan rumah tanpa di sadari ternyata berasal dari pengembangan teknik kontrol. Di bawah ini merupakan contoh dari peng-applikasian dari sistem kontol di kehidupan sehari-hari.
1. Sistem Kontrol Pada Toren Air
- Controlled variable : Level Air
- Reference value : Initial setting of sinker
- Comparison element : sinker
- Error signal : different settings
- Control unit : sinker
- Correction unit : switch
- Process : water level in tank
- Mesuring device : sinker
Mekanisme :
Ketika air mencapai setengah dari level low (pemberat yang bawah) maka dua pemberat (sinker) akan menggantung dimana total beratnya akan mampu menarik switch yang ada pada switch body di bagian atas. Switch yang tertarik pemberat bikin kontak relay menjadi nutup dan arus listrik akan mengalir melalui kabel ke mesin pompa air yang kemudian mulai dan mengisi air ke dalam toren hingga mencapai high level.
Ketika air hampir ke high level, maka pemberat bagian bawah itu akan ngambang dan saat level air mencapai setengah dari pemberat bagian atas, level switch akan kembali ke kondisi awal (dengan bantuan pegas yang berada di dalam switch body) sehingga kontak relay jadi open dan arus listrik terputus sehingga mesin pompa air stop otomatis.
Batas toren pada level high dan level low ini dapat diatur sesuai kemauan, dengan mengatur ketinggian pada dua oemberat. Hanya dengan mengatur panjang talinya lalu kemudian dikencangkan kembali ikatannya.
2. Sistem Kontrol Smoke Detector
- Controlled variable : Alarm
- Reference value : Awal Setting Photo-cell
- Comparison element : Light Source + Lens
- Process : Light reflected by smoke particle
- Mesuring device : Photo-cell
- Error signal : different setting
- Control unit : Photo-cell
- Correction unit : Receiver Lens
Mekanisme:
Ketika Smoke detector dalam kondisi aktif, Light source akan menyala dan sinarnya akan diterima hingga Light Catcher. Lalu saat ada asap di ruangan tersebut dan asapnya masuk ke smoke detector, partikel dari asap tersebut akan memantulkan sebagian cahaya dari light source sehingga ada cahaya yang menuju ke photo-cell. Jika photo-cell menerima cahaya yang cukup sesuai dengan setting yang ditentukan maka alarm akan berbunyi.
3. Sistem Kontrol Pada Pintu Otomatis
Pintu geser otomatis umumnya menggunakan sensor PIR (Passive Infra Red) yang mendeteksi panas tubuh. Pintu geser otomatis dengan sensor PIR adalah suatu piranti yang bisa menangkap kehadiran manusia atau objek hidup lainnya melalui temperatur tubuh yang dihasilkan. Pintu geser ini akan proses open secara otomatis saat ada objek hidup yang mendekat dan akan melakukan proses close setelah objek itu menjauh atau ketika tidak ada objek yang mendekatinya.
Cara Kerja:
Saat manusia berada di posisi depan sensor PIR dalam keadaan diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang didapat oleh tubuh manusia. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan digambarkan hampir sama dengan kondisi lingkungan di sekitarnya. Ketika manusia itu bergerak, maka tubuhnya akan mendatangkan pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang beragam sehingga menghasilkan panas yang tidak sama. Panas yang dihasilkan ini akan dideteksi sensor Pyroelectric dan diubah dalam bentuk arus yang berbeda-beda.
Arus yang sudah diperoleh akan diteruskan menuju ADC (Analog to Digital Converter) setelah itu, dilanjutkan ke microcontroller. Microcontroller mengolah sinyal dari ADC kemudian menentukan aksi yang harus dikerjakan, yaitu membuka atau menutup pintu. Hasil ini dikirimkan dalam bentuk sinyal digital selanjutnya harus diubah oleh DAC (Digital to Analog Converter) supaya bisa dipahami sistem aktuator.
Pada sistem pintu geser otomatis ini dipakaikan motor DC sebagai aktuator untuk mengaktifkan pintu supaya bergeser. Tegangan yang dihasilkan DAC umumnya hanya 0 sampai 5 Volt sehingga diperlukan catu daya tambahan sebesar 12 VDC untuk dapat menggerakan motor DC.
Di bawah ini merupakan blok diagran proses kerja pintu geser:
Sistem Kontrol:
Pintu Geser Otomatis menggunakan sensor infra merah ini terdiri atas beberapa komponen yaitu :
1. Rangkaian Sensor
Berfungsi sebagai indikator ada atau tidak adanya objek yang dideteksi. Rangkaian sensor tersebut terdiri atas: Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
2. Microcontroller
Berisi program aplikasi yang berfungsi untuk mengendalikan kinerja keseluruhan sistem.
3. Rangkaian Driver Motor
Berfungsi sebagai pengendali polaritas motor DC (sehingga motor dapat digerakkan dengan dua arah untuk membuka dan menutup pintu).
4. Rangkaian Power Supply
Berfungsi untuk mengubah arus 220 VAC menjadi tegangan 5 Volt DC yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian sistem kontroler dan sistem sensor serta tegangan 12Volt DC pada rangkaian sistem aktuator/motor.
5. ADC (Analog to Digital Converter)
Berfungsi supaya sinyal masukkan bisa diolah oleh microcontroller dan DAC (Digital to Analog Converter) supaya sinyal keluaran microcontroller bisa dipahami oleh sistem aktuator.
4. Shell and Tube Heat Exchanger
Mekanisme Kerja :
Shell and Tube Heat Exchanger pada prakteknya digunakan untuk suatu proses misal pembuatan biodiesel yang melibatkan pemanasan air pada toleransi temperatur yang ketat. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka digunakanlah uap (biasanya dalam keadaan superheated) untuk memberikan kalor pada air yang menuju ke reaktor. Peran closed loop system disini adalah menjaga agar temperatur air yang dipanaskan tetap konstan pada temperatur tertentu misal 65 ± 1 oC. Caranya adalah dengan mengatur flowrate dari uap yang melalui mekanisme negative feedback yang diberikan oleh sinyal hasil pengukuran sensor temperatur RTD (Resistive Temperature Dependance).
Apabila suhu air yang dipanaskan lebih besar dari suhu referensinya, maka kecepatan aliran uap akan dikurangi dengan dikirimkannya sinyal untuk menutup katup. Sedangkan apabila suhu air yang dipanaskan lebih kecil dari yang dimau, maka sinyal akan dikirimkan oleh RTD untuk proses open katup sehingga flowrate uap membesar. Dengan demikian meskipun ada gangguan (disturbance) pada elemen Plant yang menyebabkan proses pemanasan tidak berlangsung dengan sempurna, hasil dari pemanasan ini dapat diperbaiki secara otomatis dalam jangka waktu yang relatif singkat untuk memenuhi target temperatur air yang diinginkan.
EmoticonEmoticon